第二章三相可控整流电路1.pptx

第 2章 三相可控整流电路2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路2.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路2.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响2.4 晶闸管相控整流电路供电的直流电动机机械晶闸管相控整流电路供电的直流电动机机械 特性特性2.1 三相可控整流 电 路 ·引言交流测由三相电源供电负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广 三相 半波（三相零式）不可控整流电路三相半波不可控整流电路2.1 三相半波可控整流三相半波可控整流 电电 路路　 　 由三相变压器供电，也可直接接到三相四线制交流电网，二次相电压有效值为 U2Φ，线电压为 U21，其表达式为三只整流管的阴极连在一起接到负载端，称为共阴接法，三个阳极分别接到变压器二次侧，变压器为三角形／星形联结2.1 三相半波可控整流三相半波可控整流 电电 路路直流平均电压值为将三相半波整流输出电压 ud波形用富氏级数展开可得 2.1 三相半波可控整流三相半波可控整流 电电 路路其中直流分量即为输出电压的平均值Ｕ d，最低次的谐波为三次谐波分量，其幅值为　 　 U2Φ，其纹波因数为 o． 183 远比单相小。

整流输出电压 ud和管子二端电压 uD的波形在调试与维修时很有用，根据波形可判断各元件的工作是否正常以及故障出在何处2.1 三相半波可控整流三相半波可控整流 电电 路路2.1 三相半波可控整流 电 路电路的特点：变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免 3次谐波流入电网三个晶闸管分别接入 a、 b、 c三相电源，其阴极连接在一起 —— 共阴极接法 1)电阻负载自然换相点 ：二极管换相时刻为 自然换相点 ，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角 a的起点，即 a =02.1 三相半波可控整流 电 路图 2-12 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及 a =0时的波形 b)c)d)e)f)u2R i duaubuc =0O w t 1 w t 2 w t 3uGOudOOuabuacOiVT 1uVT 1w tw tw tw tw t2.1 三相半波可控整流 电 路a =0时的工作原理分析变压器二次侧 a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量晶闸管的电压波形，由 3段组成图 2-12 三相半波可控整流 电 路共阴极接法 电 阻 负载时 的 电 路及 a =0时 的波形 b)c)d)e)f)u2 ua ub uc =0O wt1 wt2 wt3uGOudOOuab uacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)R =30°u2 ua ub ucO wtO wtO wtO wtO wtuGuduab uacwt1iVT1u VT1 uac三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30时的波形特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。

wwttwtwt =60°u2 ua ub ucOOOOuGudiVT1三相半波可控整流电路，电阻负载， a=60时的波形特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于 120 2.1 三相半波可控整流 电 路（ 2-18）当 a=0时， Ud最大，为 2-19)整流电压平均值的计算a≤30 时，负载电流连续，有：a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：2.1 三相半波可控整流 电 路Ud/U2随 a变化的规律如图 2-15中的曲线 1所示图 2-15 三相半波可控整流电路 Ud/U2随 a变化的关系1－电阻负载 2－电感负载 3－电阻电感负载2.1 三相半波可控整流 电 路负载电流平均值为晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即（ 2-20）（ 2-21）（ 2-22）2.1 三相半波可控整流 电 路2）阻感负载图 2-16 三相半波可控整流 电 路，阻感 负载时 的 电 路及  =60时 的波形特点：阻感负载， L值很大， id波形基本平直。

a≤30 时：整流电压波形与电阻负载时相同a>30时（如 a=60时的波形如图 2-16所示） u2过零时， VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流， —— ud波形中出现负的部分id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将 id近似为一条水平线阻感负载时的移相范围为90udiaua ub ucibicidu acOwtOwtOOwtOO wtwtwt2.1 三相半波可控整流 电 路数量关系由于负载电流连续 ，Ud可由式（ 2-18）求出，即Ud/U2与 a成余弦关系，如图 2-15中的曲线 2所示如果负载中的电感量不是很大， Ud/U2与 a的关系将介于曲线 1和 2之间，曲线 3给出了这种情况的一个例子图 2-15 三相半波可控整流 电 路Ud/U2随 a变 化的关系1－ 电 阻 负载 2－ 电 感 负载 3－ 电 阻 电 感 负载2.1 三相半波可控整流 电 路变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为晶闸管的额定电流为晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有 直流分量 ，为此其应用较少。

2-23）（ 2-24）（ 2-25）3) 共 阳接法三相半波相控整流电路在某些整流装置中，考虑能共用一块大散热器与安装方便采用共阳接法，缺点是要求三个管子的触发电路的输出端彼此绝缘2.1 三相半波可控整流三相半波可控整流 电电 路路　 　 为了克服三相半波电路的缺点，利用共阴与共阳接法对于整流变压器电流方向相反的特点，用一个变压器同时对共阴与共阳两组整流电路供电所以 三相桥式电路实质上是三相半波共阴与共阳极组的串联 2.2 三相三相 桥桥 式全控整流式全控整流 电电 路路2.2 三相 桥 式全控整流 电 路三相 桥 是 应 用最 为 广泛的整流 电 路共阴极 组 —— 阴极 连 接在一起的3个晶 闸 管（ VT1， VT3， VT5）共阳极 组 —— 阳极 连 接在一起的3个晶 闸 管（ VT4， VT6， VT2）图 2-17 三相 桥 式全控整流 电 路原理 图导 通 顺 序：VT1－ VT2－ VT3－ VT4－ VT5－ VT62.2 三相 桥 式全控整流 电 路1）带电阻负载时的工作情况当 a≤60 时， ud波形均连续，对于电阻负载， id波形与 ud波形形状一样，也连续波形图： a =0 （图 1）a =30 （图 2）a =60 （图 3）当 a>60时， ud波形每 60中有一段为零， ud波形不能出现负值波形图： a =90 （图 4）带电阻负载时三相桥式全控整流电路 a角的移相范围是 120图 1 三相 桥 式全控整流 电 路 带电 阻 负载a=0时 的波形wwwwu2ud1u d2u 2Ludu ab uacu ab uac u bc u ba uca u cb u ab uacu ab uac u bc u ba uca u cb u ab uacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵua ucubwt1O tO tO tO t = 0°i VT 1u VT1图 2 三相 桥 式全控整流 电 路 带电 阻 负载a= 30 时 的波形wwwwu d1u d2 = 30°iaO tO tO tO tu du ab u acua u b ucwt1u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u acⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵu ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u acu VT 1图 3 三相 桥 式全控整流 电 路 带电 阻 负载a= 60 时 的波形www = 60°ud1ud2uduac u acu abu ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab acuaⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵub ucO twt1O tO tu VT1u图 4 三相 桥 式全控整流 电 路 带电 阻 负载a= 90 时 的波形u d1u d2udua ub uc ua ubwtOwtOwtOwtOwtOiaidu ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u bai VT 12.2 三相 桥 式全控整流 电 路晶闸管及输出整流电压的情况如表 2－ 1所示时 段 I II III IV V VI共阴极组中导通的晶闸管VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6整流输出电压 ud ua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb请参照 图 12.2 三相 桥 式全控整流 电 路（ 2）对触发脉冲的要求：按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差 60。

共阴极组 VT1、 VT3、 VT5的脉冲依次差 120，共阳极组 VT4、 VT6、 VT2也依次差 120同一相的上下两个桥臂，即 VT1与 VT4， VT3与 VT6，VT5与 VT2， 脉冲相差 180三相桥式全控整流电路的 特点（ 1） 2管 同时导通 形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各 1个，且不能为 同一相 器件2.2 三相 桥 式全控整流 电 路（ 3） ud一周期脉动 6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为 6脉波整流电路 4）需保证同时导通的 2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是 宽脉冲 触发一种是 双脉冲 触发（常用）(5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同三相桥式全控整流电路的 特点a≤60 时 （ a =0 图 1； a =30 图 2）ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似各晶闸管的通断情况输出整流电压 ud波形晶闸管承受的电压波形2.2 三相 桥 式全控整流 电 路2) 阻感负载时的工作情况主要包括a >60时（ a =90图 3）阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同电阻负载时， ud波形不会出现负的部分。

阻感负载时， ud波形会出现负的部分带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的 a角移相范围为 90 区别在于：得到的负载电流 id波形不同当电感足够大的时候 ， id的波形可近似为一条水平线 图 1 三相 桥 式全控整流 电 路 带 阻感 负载 a= 0 时 的波形ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOua = 0° ub ucwt1uab uac ubc uba uca ucb uab uacⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥiVT1图 2 三相 桥 式全控整流 电 路 带 阻感 负载 a= 30 时 的波形u d1 = 30°u d2ud u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u acⅠ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ⅥwtOwtOwtOwtOidiawt1ua ub uc图 3 三相 桥 式。